Tại mặt nước, hai nguồn kết hợp được đặt ở A và B cách nhau 14 cm, dao động điều hòa cùng tần số, cùng pha, theo phương vuông góc với mặt nước. Sóng truyền trên mặt nước với bước sóng 1,2 cm. Điểm M nằm trên đoạn AB cách A một đoạn 6 cm. Ax, By là hai nửa đường thẳng trên mặt nước, cùng một phía so với AB và vuông góc với AB. Cho điểm C di chuyển trên Ax và điểm D di chuyển trên By sao cho MC luôn vuông góc với MD. Khi diện tích của tam giác MCD có giá trị nhỏ nhất thì số điểm dao động với biên độ cực đại có trên đoạn CD là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai.jpg)
Diện tích tam giác MCD
\(S=\frac{1}{2}MC.MD=\frac{1}{2}\sqrt{A{{C}^{2}}+A{{M}^{2}}}.\sqrt{B{{D}^{2}}+B{{M}^{2}}}=\frac{1}{2}\sqrt{{{x}^{2}}+{{6}^{2}}}.\sqrt{{{y}^{2}}+{{8}^{2}}}\)
Áp dụng bất đẳng thức Bunhiacopxki
\(\sqrt{{{x}^{2}}+{{6}^{2}}}.\sqrt{{{y}^{2}}+{{8}^{2}}}\ge xy+48\)
Dấu “=” xảy ra khi \(\frac{x}{y}=\frac{6}{8}=\frac{3}{4}\)
Hay \(4x=3y\) (1)
Vì \(\widehat{CMA}+\widehat{DMB}={{90}^{0}}\) nên \(\sin \widehat{CMA}=c\text{os}\widehat{DMB}\)
\(\leftrightarrow \frac{CA}{CM}=\frac{MB}{MD}\)
\(\leftrightarrow \frac{x}{\sqrt{{{x}^{2}}+{{6}^{2}}}}=\frac{8}{\sqrt{{{y}^{2}}+{{8}^{2}}}}\) (2)
Từ (1) và (2) suy ra
\(\begin{align} & x=6 \\ & y=8 \\ \end{align}\)
Hiệu đường đi của sóng tại C:
\(\Delta {{d}_{C}}=CB-CA=\sqrt{{{x}^{2}}+A{{B}^{2}}}-x=\sqrt{{{6}^{2}}+{{14}^{2}}}-6=9,23\)
Hiệu đường đi của sóng tại D
\(\Delta {{d}_{D}}=DB-DA=y-\sqrt{{{y}^{2}}+{{14}^{2}}}=8-\sqrt{{{8}^{2}}+{{14}^{2}}}=-8,12\)
Cực đại: \(\Delta {{d}_{D}}\le k\lambda \le \Delta {{d}_{C}}\)
\(\to -6,6\le k\le 7,7\)
Vậy có 14 điểm dao động cực đạià chọn D.
Đề thi thử THPT QG năm 2022 môn Vật Lý
Trường THPT Hồng Lĩnh
